浅谈高原高海拔多年冻土地区机场场道施工技术研究

浅谈高原高海拔多年冻土地区机场场道施工技术研究摘要：近年来高原冻土区施工建设项目逐渐增多，对冻土的处理方式也花样繁多。本文结合工程实例，阐述在高海拔多年永久性冻土地区机场场道基础施工的技术应用。关键词：高原高海拔多年冻土机场场道施工引言：我国西部地区幅员广阔，但多是海拔较高、气候寒冷的高原无人区。这些区域广泛分布着种类多样的冻土层，且多为多年永久性冻土，冻土的冻胀与融沉会对机场场道基础的施工会造成巨大的影响。为了保证机场使用寿命，必须确保场道基础的施工质量。下面以某工程机场场道基础施工的例子进行阐述。1工程概况1)工程概况：本工程位于新疆和田地区，施工点位海拔约5000m，高寒缺氧、人口稀少、自然环境恶劣、处于喀喇昆仑山北麓的山间冲洪积地带，场地地貌为山前平原，场地整体平整、开阔，地表无植被。2）设计概况：场道工程中包含PD、联络道、平行滑行道、校罗坪、试车坪、定检坪、库前坪。其中PD长度600m、宽度45m，跑道两侧设道肩宽度为2.5m，加上道肩总宽度为50m。联络道长度为62.5m、宽度为18m，每侧道肩宽度为1m，加上道肩总宽度为20m。校罗坪、试车坪均为半径25m的圆，每侧道肩宽度为3m，加上道肩总半径为28m。平行滑行道长度530m、宽度30m。定检坪长度107.5m、宽95m。场道道面结构为30cm厚C30防冻抗渗水泥混凝土面层、25cm厚掺4%水泥稳定砂砾石基层、30cm厚级配碎石垫层（二布一膜隔水土工布全包）、大粒径块石75cm。道肩结构为15cm厚C30防冻抗渗水泥混凝土面层、15cm厚4%水泥稳定砂砾石基层、55cm厚级配砂砾石底基层。均采用分块结构形式，场道的基本分块尺寸为4m*4.5m，平行滑行道为5m*5m，联络道为4.5m*4.5m、4.5m*5m、4.5m*4.5m；校罗坪为4.5m*4.5m，试车坪为5m*5m，道肩基本分块尺寸为1m1m。3）技术指标：道槽区填方深度0.8m以内，要求上道床和下道床压实度分别≥98%和96%，0.8m以下压实度≥94%；端保险道、平地区压实度要求≥93%；其它土面区压实度≥90%；边坡区压实度≥93%。2冻土的特性2.1冻土的种类冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。自然界中的冻土分为三种类型：

多年冻土：冻结状态持续三年或三年以上的土（岩）层。季节冻土：冬季冻结，夏季完全融化的土（岩）层。瞬时冻土：冬季冻结持续时间小于一个月，其余时间处于融化状态的土（岩）层。2.2冻土的特性冻土地基的热稳定性是多年冻土基础稳定性的核心，冻土的特性：冻胀和融沉。2.3冻土的影响多年冻土地区场道工程建设最主要的地质问题就是冻土的融化下沉，一旦多年冻土的热稳定性丧失，就会造成道基的沉降、变形，甚至部分区域会产生裂缝等灾害。而下部基础的破坏结果会导致上部结构物不均匀沉降，断板，裂缝，道面呈现波浪，面层平整性丧失等质量问题。3总体施工方案根据冻土施工“宁填勿挖”的原则，本工程场道区域置于填方区。在基底处理完成后，进行压实度检测，合格后再进行结构层施工。4施工工艺及流程布设测量控制桩→道槽清表→土方回填→大粒径块石填筑→铺设两布一膜隔水土工布→级配砂砾石填筑→水泥稳定砂砾石填筑→面层混凝土施工→标识标线4.1布设测量控制桩本工程施工测量按设计要求，为方便施工控制和定位，依照施工图纸提供的机场区域内的方格网控制坐标。高程系统为1985国家高程基准。4.3道槽清表布设道槽土方平整区施工边线，采用推土机、装载机配自卸汽车清除表层风化腐殖土，地表土清除厚度为0.5m。4.4土方回填土方回填时严格选用非盐渍土，且按照30cm一层的虚铺高度进行填筑，边填、边压、边检测。4.5大粒径块石填筑大粒径块石厚度75cm，采用粒径为10-40cm，填筑前画出方格网线，自卸车按照画出的方格网线进行摊铺，确保每层厚度符合摊铺要求。块石施工时按要求埋设沉降观测板，及时掌握块石碾压前后的沉降量，从而计算出块石压实度。4.6两布一膜隔水土工布铺设两布一膜隔水土工布是以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料，自下而上由土工布+薄膜+土工布组成。此种材料延伸性较强，适应变形能力高，耐腐蚀，耐低温，抗冻性能好。土工布铺设要求平展，不得有折皱，幅与幅接头处的重叠宽度应不小于10cm。4.7级配砂砾石填筑级配砂砾石基层厚度30cm，采用中风化以上砂砾石进行填筑，级配要求不均匀系数Cu＞5，曲率系数Cc=1～3。填筑前同样也是画方格网进行布料，然后挂线进行推平，碾压。检测标准、方法和频率：压实度检测标准为不小于97%，检测频率：2000㎡检6点，检测方法：灌砂法。4.8水泥稳定砂砾石填筑25cm水泥稳定砂砾石基层分为1层进行铺筑施工，其铺筑、碾实工艺同底层一样。水泥稳定砂砾石基层7天浸水抗压强度不小于3.5Mpa；基层压实度要求按重型击实法不小于98%；基层水泥含量不小于4%。4.9面层混凝土施工混凝土铺筑前应对模板的高程、支撑、隔离剂的涂刷情况、仓内有无杂物、基层是否洒水湿润、传力杆（拉杆）及其固定支架、钢筋的绑扎情况以及作业棚、养护棚和各种机具、工具的配备等情况进行全面检查，符合要求后才允许进行混凝土施工。混凝土摊铺时按板边、板角、板中的顺序顺序进行，混凝土的振捣以高频自行大功率排振为主，辅以平板振捣器。振捣完成后由三辊轴整平机进行压实、整平，缓慢均匀移动三辊整平机，赶出表面剩余气泡，使混凝土板表面进一步泛浆。做面用两道塑料抹和一道铁抹来完成，抹面作业完成后，及时清理模板顶面或相邻混凝土板表面的粘浆，并用钢抹在模板边缘划出一道深5mm的刻痕，防止脱模时损坏混凝土的边缘。4.10标识标线混凝土达到强度后，在扩缝、灌胶凝材料等工序完成后，严格按照设计图纸进行标识标线的涂刷。5结论全球气候变暖，加之高原地区施工建设任务不断增加，导致区域内冻土地质稳定性被破坏，冻土层不断退化。冻土的冻胀和融沉现象愈演愈烈，高原机场断板、裂缝等病害高发，混凝土面层平整性丧失导致机场大面积返工维修现象严重。本文阐述的施工方案及施工工艺已成功应用于高原多年永久性冻土地区某机场的建设。通过本机场的建设，积累了大量的施工经验、质量验收标准及方案工法等信息，为今后同类型的机场场道建设施工提供宝贵的经验及完善的技术方案。参考文献：[1]李靖波.多年冻土区块石路基热边界条件分析与块石层气流运动规律研究[D].中国科学院研究生院.[2]任少博.水热变化对冻土路基变形稳定性的影响研